Aujourd'hui, l'impression 3D continue de transformer les usines alors que les entreprises adoptent l'impression 3D pour une production à grande échelle sur plusieurs sites. Historiquement, une grande partie de la production d'impression 3D se faisait de manière isolée, séparée du processus de fabrication conventionnel. Mais alors que les murs entre ces deux environnements de fabrication disparaissent, ces deux écosystèmes commencent maintenant à se connecter et à créer un environnement de production plus intégré.
Un tel environnement de production unifié et de plus en plus numérique permet une efficacité, une répétabilité, une échelle et un contrôle accrus, mais il nécessite une ressource commune – un langage commun, et ce sont les données. À l'avenir, nous pensons que le rôle des données dans la fabrication additive (FA) deviendra de plus en plus important à bien des égards.
Lors de leur dernière table ronde, certains des plus grands esprits de notre société mère, Materialise, se sont réunis pour discuter de la pertinence et de la propriété des données intelligentes dans la FA et de son impact sur le besoin d'expertise humaine.
La pertinence croissante des données intelligentes jouera un rôle crucial dans la fabrication additive en 2022.
Quelle est la pertinence des données en AM ?
Nous appelons l'impression 3D « fabrication intelligente », mais la terminologie provient de la fabrication traditionnelle. La FA, cependant, est probablement plus complexe que son homologue conventionnel car, avec la FA, le matériau et le produit sont créés simultanément. Ainsi, le rôle des données est probablement plus important dans l'impression 3D que dans la fabrication traditionnelle.
Les données intelligentes détiennent la clé pour transformer la production d'impression 3D industrielle. À mesure que les fabricants augmentent leur production, les données intelligentes leur permettront de réduire les taux de rebut, de prévoir les défaillances avant même de commencer à imprimer et de répondre à des exigences de qualité strictes. – Tim Van den Bogaert, directeur de marché principal chez Materialise Software
Notre capacité à rendre la fabrication « intelligente » dépend de notre capacité à collecter des données. Mais si l'accès aux données est crucial, il n'est certainement pas suffisant. La fabrication devient intelligente lorsque nous sommes en mesure d'analyser les données pour créer des « informations exploitables ». Cela nous permet d'améliorer le processus, d'augmenter la production et, finalement, de fabriquer de meilleurs produits.
Ou comme un client l'a récemment déclaré : « Nous croyons en un monde où la prochaine pièce que nous imprimons est toujours une meilleure version de la pièce précédente. » Cela nécessitera une plate-forme logicielle capable de se connecter à tous les systèmes et ensembles de données trouvés dans l'environnement de production et au-delà.
« Pour les applications de FA médicale, nous devons faire la distinction entre deux types de données », explique Pieter Slagmolen, responsable de l'innovation de Materialise pour le secteur médical. « D'une part, des données plus intelligentes permettent aux entreprises médicales d'augmenter le processus de production de dispositifs médicaux personnalisés et de plus en plus complexes. D'autre part, il y a aussi les « données du patient ». L'intégration de ces données personnalisées dans le processus de planification et de production nous permet d'améliorer le traitement des patients, mais cela introduit également des préoccupations supplémentaires concernant la confidentialité et la sécurité des données.
Selon Kristel Van den Bergh, directrice de l'innovation pour Materialise Mindware, ces préoccupations s'appliquent également dans un contexte de production industrielle. « L'impression 3D nous donne la liberté de fabriquer où et quand nous voulons. Mais dans un environnement de fabrication de plus en plus distribué et basé sur le cloud, les gens sont également préoccupés par la protection des données propriétaires, telles que les prototypes ou les nouvelles conceptions.
À qui appartiennent les données en AM ?
La question : « À qui appartiennent les données ? n'est certainement pas nouveau. Mais pour Peter Leys, président exécutif, ce n'est pas la question la plus importante. Les données permettent aux fabricants de créer de meilleures conceptions et processus. Ainsi, la vraie question est : « À qui appartiennent vos conceptions et processus ?
La plupart des fabricants revendiqueront non seulement la propriété des conceptions et des processus, mais exprimeront également le désir de les contrôler. Ils peuvent décider de partager certaines de ces informations afin de responsabiliser d'autres utilisateurs, mais les fabricants doivent en conserver la propriété et le contrôle. Cela leur permettra de créer des processus de production plus intelligents qui leur permettront de devancer la concurrence. – Peter Leys, président exécutif de Materialise
« En anonymisant les données, les fabricants peuvent partager des données avec une plus grande confiance, ce qui leur permet de responsabiliser les autres et de stimuler l'innovation de l'industrie sans révéler leur avantage concurrentiel », ajoute Bart Van der Schueren, CTO de Materialise.
Dans un contexte industriel, la propriété des données, qu'il s'agisse de l'expertise des processus ou de la propriété intellectuelle, s'accompagne également de responsabilité. Désormais, la transition d'une production centralisée, où la responsabilité incombe à un seul fabricant centralisé, à une production distribuée, qui comprend plusieurs parties prenantes, ouvre de nouvelles conversations sur la responsabilité et la responsabilité. Et le cadre juridique qui entoure la production distribuée est toujours en cours d'élaboration.
Pour les applications de FA médicale, les données de processus appartiennent clairement aux hôpitaux et aux fabricants de dispositifs médicaux. Lorsqu'ils créent des flux de travail AM, ils ont besoin d'accéder aux données et de les contrôler pour l'assurance qualité. La propriété des données des patients, en revanche, reste un sujet très débattu. Mais fournir les soins les plus optimaux aux patients nécessitera un accès aux données des patients, quel que soit leur propriétaire.
Nous réunissons certains des meilleurs esprits de Materialise pour discuter de la pertinence et de la propriété des données intelligentes dans la FA et de leur impact sur le besoin d'expertise humaine.
L'expertise humaine sera-t-elle toujours importante en FA ?
Les données intelligentes conduisent à des flux de travail optimisés, ce qui peut réduire le besoin d'intervention humaine. Dans le même temps, créer de meilleurs processus de production nécessite toujours une expertise humaine. Alors, quel impact auront les données intelligentes sur la nécessité d'une intervention humaine dans l'impression 3D ?
« Le rôle et la pertinence de l'intervention humaine dépendent du contexte opérationnel », explique Kristel Van den Bergh. « Dans le contexte prévisible des opérations standard, où de nombreuses données sont disponibles, les machines peuvent jouer un rôle prépondérant et le rôle humain peut être réduit à la supervision. Cependant, lorsqu'il y a beaucoup d'incertitude ou d'ambiguïté, ce qui est généralement le cas dans le contexte de l'innovation, des compétences plus humaines sont nécessaires, comme la créativité, l'imagination et l'intuition. Ce sont les deux extrémités du spectre et dans la plupart des cas, l'automatisation et l'intervention humaine iront de pair.
« C'est vrai, mais même lorsqu'une quantité abondante de données est disponible, comme c'est le cas avec la FA, les données seules ne suffisent pas à automatiser les flux de production », ajoute Bart Van der Schueren. « Parce que même dans un contexte aussi riche en données, les connaissances spécifiques au domaine des experts humains sont nécessaires pour optimiser le processus avant qu'il ne soit logique de l'automatiser. En d'autres termes, si vous utilisez beaucoup de données pour automatiser et étendre un mauvais processus de production, vous vous retrouvez toujours avec un mauvais processus.
Peter Leys voit des opportunités supplémentaires : « La fabrication intelligente, basée sur des données, crée également une opportunité pour les personnes intelligentes de faire la différence. Il explique : « Un chirurgien médical intelligent utilisera son expérience, ses idées personnelles et son interprétation pour ajouter une couche supplémentaire d'intelligence afin d'améliorer le traitement des patients. De même, dans un contexte de FA, l'ajout d'une couche d'intelligence personnelle supplémentaire au processus permet à une entreprise de faire la différence et de créer un avantage concurrentiel.
Le troisième ingrédient
« L'innovation de rupture dépend de la capacité à créer un lien entre des choses qui semblent sans lien », explique Van den Bergh. « Et tandis que les ordinateurs peuvent traiter les connexions plus rapidement que les humains, le cerveau humain est capable de créer des associations qui n'apparaîtraient pas naturellement dans un ensemble de données donné. C'est ce qui nous distingue des ordinateurs.
« Alors, pour répondre à la question principale : davantage de données intelligentes remplaceront-elles ou réduiront-elles l'expertise humaine ? La réponse est non!"
Les entreprises doivent investir dans l'expertise humaine ainsi que dans l'intelligence artificielle. Mais ils échoueront toujours s'ils n'investissent pas dans le troisième ingrédient : un processus pour faire fonctionner ces deux ensemble avec succès. – Kristel Van den Bergh, directrice de l'innovation pour Materialise Mindware
Conclusion
Il est clair que les données intelligentes joueront un rôle de plus en plus crucial dans l'impression 3D. Dans ce cadre, nous devons réfléchir à la propriété des données, mais aussi nous demander : qui contrôle les données ? En fin de compte, le succès de l'impression 3D dépend de la disponibilité du matériel et des logiciels appropriés, mais également de notre capacité à capturer, utiliser et appliquer des données pour créer des informations exploitables.
Et puis il y a l'aspect humain. Comme les données conduisent à une fabrication plus intelligente et plus automatisée, cela réduit le besoin d'intervention humaine opérationnelle. Cela libère du temps aux ingénieurs qualifiés pour faire ce qu'ils font le mieux : définir et affiner des processus de production uniques. L'un des défis à venir est d'établir un processus viable expliquant comment ces deux éléments – l'intelligence artificielle et l'expertise humaine – peuvent travailler ensemble avec succès et s'améliorer mutuellement à chaque étape du parcours de l'impression 3D.
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